【世纪金榜】高考生物二轮复习 专题二细胞的代谢1精品课件.ppt

一 比较与酶相关实验的设计思路 温度 ph 底物浓度和酶浓度都可影响酶促反应速率 不同的是温度和ph是通过影响酶活性而影响酶促反应的 而底物浓度和酶浓度不影响酶活性 二 atp与细胞代谢的关系 1 光能是生物体进行各项生命活动的根本能量来源 植物的光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢 2 生物不能直接利用有机物中的化学能 只有有机物氧化分解并将能量转移到atp中 才能被利用 3 光能进入生物群落后 以化学能的形式转移到有机物中 以有机物为载体通过食物链流动 三 酶1 酶的概念 1 对化学本质的理解绝大多数酶是蛋白质 少数是rna 所以其基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸 合成场所主要是核糖体 少部分在细胞核内 2 对催化作用的理解酶只能改变反应速率 不改变反应的平衡点 2 作用原理降低化学反应的活化能 1 活化能 分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量 2 催化剂的作用 提高反应速率 促进化学反应的进行 3 与无机催化剂相比 酶降低活化能的作用更显著 3 酶与激素 抗体 载体蛋白质及蛋白质的关系绝大多数酶是蛋白质 如淀粉酶 蛋白酶等 少数激素是蛋白质 如胰岛素 生长激素等 载体蛋白质和抗体都是蛋白质 图解酶的特性角度一酶的高效性 典例1 2011 海南高考 某一不可逆化学反应 s p w 在无酶和有酶催化时均可以进行 当该反应在无酶条件下进行到时间t时 向反应液中加入催化该反应的酶 如图能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是 a 甲b 乙c 丙d 丁 标准解答 选d 酶具有高效性 反应液中加入催化该反应的酶后 化学反应速率加快 由于此化学反应不可逆 反应物的浓度迅速下降 直至浓度为0 角度二影响酶活性的因素 典例2 2011 杭州模拟 鱼被宰杀后 鱼体内的atp会生成具有鲜味的肌苷酸 但酸性磷酸酶 acp 会催化肌苷酸分解导致鱼肉鲜味下降 为了研究鱼类的保鲜方法 研究者从草鱼 鱼回鱼和鳝鱼中分离得到acp 并对该酶活性进行了系列研究 相关实验结果如下 下列有关叙述正确的是 acp在不同浓度金属离子中的相对酶活性 a 不同鱼类的acp活性都会随着温度的上升而增大b 将宰杀后的鱼回鱼放到37 左右的环境中一段时间能保持其鲜味c 将宰杀后的草鱼放到适宜浓度的ca2 溶液中鲜味下降的速度会减慢d zn2 能使这三种鱼的鲜味下降速度都减慢 标准解答 选c a项中据曲线图可知 在一定的范围内不同鱼类的acp活性都会随着温度的上升而增大 超过了这个范围acp活性反而会下降 b项中据曲线图可知 鱼回鱼中acp最适温度为37 左右 如果将宰杀后的鱼回鱼放到该环境中 acp催化肌苷酸分解导致鱼肉鲜味下降速率最快 不能保持其鲜味 c项中据表格可知 acp在5mmol l的ca2 中的相对酶活性受到抑制 催化肌苷酸分解速率下降 则将宰杀后的草鱼放到该浓度下的ca2 溶液中鲜味下降的速率会减慢 d项中据表格可知 acp在1mmol l的zn2 中的相对活性都超过了100 说明zn2 能提高acp的活性 拓展提升1 酶对酶促反应的影响 1 可降低分子的活化能 使化学反应更易进行 2 改变化学反应速度 本身不被消耗 3 加快化学反应速度 缩短达到平衡的时间 但不改变平衡点 2 根据影响酶活性的条件判断酶活性的变化 1 单一因素对酶促反应的影响 在最适温度 ph 之前 随温度 ph 的升高 酶的催化作用增强 超过这一范围酶催化作用逐渐减弱 在最适温度 ph 时 酶的催化作用最强 高于或低于最适温度 ph 酶的催化作用都将减弱 过酸 过碱 高温都会使酶失活 而低温只是抑制酶的活性 酶分子结构未被破坏 温度升高可恢复活性 2 多种因素对酶促反应的影响 分析丙图可知 反应溶液中温度的变化不影响酶作用的最适ph 分析丁图可知 反应溶液中酸碱度的变化不影响酶作用的最适温度 1 2011 新课标全国卷 甲 乙两种酶用同一种蛋白酶处理 酶活性与处理时间的关系如图 下列分析错误的是 a 甲酶能够抗该种蛋白酶降解b 甲酶不可能是具有催化功能的rnac 乙酶的化学本质为蛋白质d 乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变 解析 选b 通过曲线可以看出甲酶活性没有变化 因此蛋白酶不能水解甲酶 甲酶不是蛋白质 可能是rna 乙酶能被蛋白酶水解 因此乙酶是蛋白质 蛋白酶的分解作用可破坏乙酶的分子结构 导致乙酶的活性降低 2 2011 苏北四市模拟 如图表示ph对植物和人的淀粉酶活性的影响 正确的说法是 a ph为6时植物淀粉酶的活性最高b ph由低到高时淀粉酶活性逐渐升高c 不同物种淀粉酶的最适ph有差异d 人的淀粉酶活性比植物淀粉酶活性高 解析 选c 据图可知 ph为4 5左右时植物淀粉酶的活性最高 ph由低到高时淀粉酶活性先升高后降低 植物和人淀粉酶的最适ph是不同的 存在一定的差异 ph小于5 5时人的淀粉酶活性比植物淀粉酶活性低 ph大于5 5时人的淀粉酶活性比植物淀粉酶活性高 3 动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酶 能专一催化1mol谷氨酸分解为1mol氨基丁酸和1molco2 某科研小组从小鼠的脑中得到该酶后 在谷氨酸起始浓度为10mmol l 最适温度 最适ph的条件下 对该酶的催化反应过程进行研究 结果见图甲和图乙 下列有关说法正确的是 a 甲图中二氧化碳浓度增加到一定程度以后不再增加 原因是酶失活b 乙图中当酶浓度增加到一定程度后催化反应速率不再增加c 乙图中催化反应速率增加的原因是随着酶浓度的增大 酶的活性逐渐增加d 将甲的纵坐标改成乙中的催化反应速率 坐标曲线和原曲线不一样 解析 选d 甲是在酶浓度固定 反应物量一定条件下进行的反应 用生成物二氧化碳的浓度来表示整个反应过程的变化 这是一个催化反应 而乙是在反应物浓度过量 不成为反应的限制因素 条件下 随着酶浓度改变时对催化反应速率的影响 限制因素是酶浓度 由于反应物浓度过量 所以随着酶浓度的增加 反应速度不断增加 甲曲线中二氧化碳浓度不再增加的原因不是酶失活 而是反应物消耗完毕 乙曲线反应速度增加也不是因为酶活性逐渐增强 而是因为酶浓度增加 将甲的纵坐标改成乙中的催化反应速率 则开始反应速率最大 过一段时间后开始下降 最后是零 4 下列图表是有关某种酶的实验处理方法及实验结果 相关叙述正确的是 a 甲物质可能抑制该酶的活性b 该酶比较适合在40 的环境下起作用c 该酶在中性环境下的催化效率比在碱性环境下高d 该酶在作用35min后便失去活性 解析 选b 曲线图中纵坐标是反应物的含量 由曲线的变化可知甲物质提高了该酶的活性 60 时该酶失活 因此对甲物质没有催化作用 从曲线 和 的变化来看 该酶在40 ph 8时活性最高 40 的环境中 酶在作用35分钟后并没有失去活性 只是试管中反应物消耗完毕 巧用规律设计酶活性相关实验角度一明确实验设计的原则 典例3 2011 汕头模拟 某同学为了探究温度对唾液淀粉酶催化作用的影响 设计了下表所示的对比实验 其他同学看了该实验设计后 提出下列修改意见 其中正确的是 a 1号试管不应加入2ml蒸馏水 而应该加入2ml新鲜唾液b 2号试管不应加入2ml新鲜唾液 而应加入2ml蒸馏水c 2号试管应该保持在37 环境中进行恒温处理d 1号试管应加入2ml新鲜唾液 并保持在0 环境中进行恒温处理 标准解答 选a 通过实验考查温度对酶的催化作用的影响 实验设计中应设置对照组 其中实验组与对照组只有实验变量不同 即温度不同 其他条件应完全相同 如应加入等量的稀淀粉糊和新鲜唾液 角度二准确分析实验的变量 典例4 2011 江苏高考 为探究植酸酶对鲈鱼生长和消化酶活性的影响 研究者设计并进行了相关实验 实验步骤及结果如下 鲈鱼的驯养 将从海洋中捕获的鲈鱼鱼苗在浮式海水网箱中饲养14d 用普通饲料投喂 备用 饲料的配制 在每千克普通饲料中添加200mg植酸酶 配制成加酶饲料 并将普通饲料和加酶饲料分别制成大小相同的颗粒 烘干后储存 鲈鱼的饲养 挑选体格健壮 大小一致的鲈鱼随机分组 放养于规格相同的浮式海水网箱中 放养密度为60尾 箱 给对照组的鲈鱼定时投喂适量的普通饲料 给实验组的鲈鱼同时投喂等量加酶饲料 称重并记录 投喂8周后 从每个网箱中随机取20尾鲈鱼称重 结果显示 对照组 实验组鱼体平均增重率分别为859 3 947 2 制备鲈鱼肠道中消化酶样品 并分别测定消化酶的活性 结果如下表 根据上述实验 回答下列问题 1 步骤 中选用鲈鱼鱼苗而不是成体的主要原因是 实验前的驯养是为了 2 步骤 中将配制好的饲料进行烘干时要特别注意 其原因是 3 步骤 中还应控制好的无关变量主要有 4 本实验得出的初步结论是 5 推测鲈鱼的食性并说明理由 标准解答 1 本实验选用鲈鱼鱼苗而不是成体的主要原因是成体生长缓慢 实验效果不明显 实验前的驯养是为了让鲈鱼适应实验养殖环境 2 配制好的饲料进行烘干时要特别注意温度不能过高 高温会使植酸酶变性而失去活性 3 实验中无关变量 如水温 盐度和溶氧量等可能对实验产生影响 4 根据对照组和实验组的数据比较 可以得出实验的初步结论是添加植酸酶的饲料能促进鲈鱼幼体的生长 植酸酶能大幅度提高肠道中蛋白酶的活性 而对肠道中脂肪酶和淀粉酶的活性影响较小 5 由表格内数据可知 鲈鱼肠道内蛋白酶活性明显高于脂肪酶和淀粉酶活性 因此鲈鱼多以蛋白质为食 为肉食性生物 答案 1 成体生长缓慢 实验效果不明显让鲈鱼适应实验养殖环境 2 温度不能过高高温会使植酸酶变性而失去活性 3 水温 盐度和溶氧量等 4 添加植酸酶的饲料能促进鲈鱼幼体的生长 植酸酶能大幅度提高肠道中蛋白酶的活性 而对肠道中脂肪酶和淀粉酶的活性影响较小 5 肉食性 其肠道中蛋白酶活性显著高于脂肪酶和淀粉酶 拓展提升1 挖掘题干信息分析实验原则 1 不论一个实验有几个实验变量 都应做到一个变量 自变量 对应观测一个反应变量 因变量 2 实验中 若存在不接受自变量处理的对象组 则可判断该组为对照组 如 典例3 中试管1未加入植物材料 因此试管1为空白对照组 2 因果法 分析实验变量 1 自变量与因变量自变量是实验中由实验者所操纵的因素或条件 因变量是实验中由于实验变量而引起的变化和结果 通常 自变量是原因 因变量是结果 二者具有因果关系 如 典例4 中自变量为 植酸酶的有无 因变量为 鲈鱼肠道内消化酶的活性 二者之间的关系为植酸酶的有无影响鲈鱼肠道内消化酶的活性 2 无关变量与因变量无关变量是实验中除自变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件 无关变量所引起的变化和结果会对因变量有干扰作用 不呈因果关系 但要控制无关变量以减少实验误差 如 典例4 中水温 盐度和溶氧量为无关变量 但它们的变化可能会影响鲈鱼肠道内消化酶的活性 1 某学生为了验证唾液的功能 做了如下一组实验 取甲 乙两试管 分别加入等量的淀粉糊 2ml 甲试管内又加入2ml唾液 两试管同时放入37 的温水中保持10min后取出 各加入0 5ml碘液 振荡 发现只有乙试管内呈现蓝色反应 此学生在实验程序上有一个错误 请你指出 a 乙试管应置于低温或室温b 乙试管应加入胃液c 乙试管应加入与唾液等量的蒸馏水d 应再加一个试管 并加些酸或碱 解析 选c 实验组与对照组的差别是只有实验变量不同 即只有实验者所要验证的因素是不同的 其他因素应完全相同 此题中温度 ph应完全相同 否则会影响实验结果 为了增强实验的说服力 对照组乙试管应加入与甲试管唾液等量的蒸馏水 2 2011 南昌模拟 取经过编号的5支试管分别加入2ml0 5mol l过氧化氢溶液 进行如下实验 根据实验内容 下列说法正确的是 a 说明酶具有高效性的是3号和4号实验b 1号和3号对照不能说明酶有专一性c 各组实验都不能体现酶的活性与温度之间的关系d 3号和5号对照可以说明酶的活性受ph的影响 解析 选d a错误 说明酶具有高效性的是3号和2号实验 b错误 1号和3号对照 底物相同酶不同 能说明酶有专一性 c错误 3号与4号对照体现酶的活性与温度之间的关系 d正确 3与5号对照 可说明酶的活性受ph的影响 3 在生物化学反应中 当酶的活性位点与底物形成互补结构时 如甲图a所示 可催化底物发生变化 酶抑制剂是与酶结合并降低酶活性的分子 其中竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点 从而降低酶对底物的催化效果 非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合 能改变酶的构型 使酶不能与底物结合 从而使酶失去催化活性 下列有关叙述不正确的是 a 曲线a表示没有酶抑制剂存在时的作用效果b 曲线c表示在竞争性抑制剂作用下酶的活性降低c 曲线a b酶促反应速率不再增加是酶处于饱和状态d 竞争性抑制剂与该酶催化的底物化学结构相似 解析 选b a正确 曲线a催化效率最高 表示没有酶抑制剂时的催化效果 b错误 曲线c表示的应是非竞争性抑制剂改变酶的构型 使酶不能与底物结合 从而使酶失去催化活性 曲线b表示的才是在竞争性抑制剂作用下酶对底物的催化效果降低 c正确 曲线a b酶促反应速率不再增加是由于酶处于饱和状态 d正确 竞争性抑制剂与该酶催化的底物化学结构相似 所以可与酶结合 atp结构简式中相关内容的辨析 1 误解atp中 a 所代表的含义atp中 a 与核酸中 a 的含义既有区别又有联系 a代表的含义归纳 2 准确理解atp中含有的化学能 atp水解为adp时 远离a的高能磷酸键断裂 释放出30 54kj mol的能量 atp水解去掉两个磷酸基团时 两个高能磷酸键均断裂 释放出30 54 2kj mol的能量 atp中含有两个高能磷酸键和一个普通化学键 含有的能量大于30 54 2kj mol 小于30 54 3kj mol 易错典例 atp是生命活动的直接能源物质 下列关于atp的叙述错误的是a atp水解可产生三个磷酸b atp水解去掉两个磷酸基团后变成腺嘌呤核糖核苷酸c 人在寒冷时 肾上腺素和甲状腺激素分泌增加 细胞产生atp的量增加d atp和rna分子中 a 所代表的含义相同 易错分析 对atp的分子结构理解不透 误认为atp水解时只有两个高能磷酸键断裂产生两个磷酸而误选a